玻璃窑炉烟气脱硫脱硝技术.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,玻璃窑炉烟气脱硫脱硝技术,脱硫技术,脱硝技术,内容概要,1,2,一、脱硫技术,现有技术简介,玻璃窑炉半干式氨法脱硫除尘技术简介,一、脱硫技术,燃烧前脱硫,选煤、煤气化、液化和水煤浆技术,燃烧中脱硫,低污染燃烧、型煤和流化床燃烧技术,燃烧后脱硫,即,烟气脱硫（,Flue gas desulfurization,，简称,FGD,）技术,一、现有技术简介,脱硫技术分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三种。,脱硫技术分类,1,、,国外玻璃窑炉烟气脱硫技术现状,按脱硫剂种类划分,钙法,镁法,钠法,氨法,有机碱法,以,CaCO,3,为基础,以,MgO,为基础,以,NaOH,为基础,以,NH,3,为基础,以有机碱为基础,按脱硫产物是否回收,抛弃法,再生法,脱硫混合物直接排放,脱硫副产物以硫酸或硫磺等形式回收,世界上普遍使用的瓶罐玻璃窑炉,FGD,技术是,钠法和氨法,，所占比例在,80%,以上。按吸收剂及脱硫产物在瓶罐玻璃窑炉,FGD,过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。,用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,。,工艺机理,：,主要是使用石灰石,(CaCO,3,),、石灰（,CaO,）或氢氧化钠,(,NaOH,),等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的,SO,2,。,优点：,脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高,（,90%,98,）、,运行费用较低和副产品易回收,1.1,湿法烟气脱硫工艺,据美国环保局,(EPA),的统计资料，全美瓶罐玻璃行业,各种,湿式脱硫,法所占百分比如下图：,世界各国,(,如德国、日本等,),，在瓶罐玻璃行业中，,60%,以上采用湿式双碱法烟气脱硫工艺流程。,脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，,优点：,无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等,缺点：,脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大,1.2,干法脱硫工艺,指脱硫剂在,干燥状态下脱硫,、在,湿状态下再生,，或者在,湿状态下脱硫,、在,干状态下处理脱硫产物,的烟气脱硫技术。,特别是,在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物,的半干法，以其既有湿法脱硫,反应速度快、脱硫效率高,的优点，又有干法,无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的,优势而受到人们广泛的关注。,按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。,1.3,半干法脱硫工艺,目前我国瓶罐玻璃年产量大约,380,万吨，年生产能力在,10-44,万吨之间的大型公司有,20,余家。,近年来，我国相关部门在瓶罐玻璃窑炉烟气脱硫技术引进工作方面加大了力度。对目前世界上瓶罐玻璃窑炉较广泛采用的脱硫工艺建造了示范工程，这些脱硫工艺主要有：,1),喷雾干燥法脱硫工艺,2),钠钙双碱法脱硫工艺,2,、国内,瓶罐玻璃窑炉烟气脱硫技术现状,采用喷嘴向含硫烟气中喷入雾化脱硫碱液进行烟气半干法脱硫的先进技术。,烟气进入脱硫塔后，在导流板的作用下向上均匀流动，其脱硫反应主要分两个阶段。,第一阶段,：,气,液脱硫反应阶段，喷嘴将吸收液雾化成超细液滴，液滴与烟气接触时，,SO,x,溶解进吸收液,(,以,Na,2,CO,3,为例,),并与,Na,2,CO,3,发生反应，生成,Na,2,SO,3,、,Na,2,SO,4,等,2.1,喷雾干燥法脱硫工艺,第二阶段为气,固脱硫反应阶段，液滴蒸发后形成,Na,2,CO,3,、,Na,2,SO,3,、,Na,2,SO,4,颗粒，烟气中的,SO,x,继续与颗粒表面的,Na,2,CO,3,反应，生成,Na,2,SO,3,、,Na,2,SO,4,颗粒。其主要反应过程如下：,SO,2,+Na,2,CO,3,=Na,2,SO,3,+CO,2,SO,3,+Na,2,CO,3,=Na,2,SO,4,+CO,2,一种,应用成熟的烟气脱硫技术，尤其是在,中、小瓶罐玻璃窑炉,烟气污染治理方面应用较为广泛,脱硫剂,：,氢氧化钠溶液（含,30%NaOH,）和生石灰（含,90%CaO,）。,工艺原理：,以,NaOH,溶液为第一碱吸收烟气中的,SO,2,，然后再用生石灰加水熟化成,Ca(OH),2,溶液作为第二碱再生,NaOH,，副产品为石膏。再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。各步骤反应如下：,2.2,钠钙双碱法脱硫工艺,吸收反应：,SO,2,+2NaOH=Na,2,SO,3,+H,2,O,Na,2,SO,3,+SO,2,+H,2,O=2NaHSO,3,副反应：,Na,2,SO,3,+1/2 O,2,=Na,2,SO,4,再生反应：用,Ca(OH),2,溶液对吸收液进行再生,2NaHSO,3,+Ca(OH),2,=Na,2,SO,3,+CaSO,3,1/2 H,2,O+3/2 H,2,O,Na,2,SO,3,+Ca(OH),2,+1/2 H,2,O=2NaOH+CaSO,3,1/2 H,2,O,氧化反应：,CaSO,3,1/2 H,2,O+1/2 O,2,=CaSO,4,1/2 H,2,O,国、内外瓶罐玻璃窑炉烟气脱硫技术的主要,发展趋势,为：脱硫效率高、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。,2.1,技术内容,:,采用“,余热回收,+,脉冲布袋除尘,+,半干式氨法脱硫,”工艺代替传统的干法、半干法、湿法脱硫除尘工艺。,二、玻璃窑炉烟气脱硫除尘技术简介,烟囱,排尘,泵,热管换热器,蒸汽回用,脉冲布袋除尘器,半干式,氨法脱,硫吸收,系统,泵,氨水投加系统,软化水箱,引风机,烟气达标排放,脱硫工艺流程简图,2.2,工艺流程：,余热回收工艺特点,：,由于瓶罐玻璃窑炉烟气,排放温度高，烟气流量大,，任其自由排放而不加以回收利用，烟气中的热能将被全部浪费,本工艺采用,热管换热器,作为回收烟气热能的装置,。,优点：,传热量大、温差小、重量轻体积小、热响应迅速，而且安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、进、排风流道便于分隔、互不渗漏,。,2.3,工艺特点,回收,的,烟气中,的,蒸汽能源可回用于工业生产，也可以用,于,吹扫烟道，封阻煤气铅封，以及生活使用（取暖、洗浴等）等,脉冲,布袋除尘工艺特点,：,玻璃窑炉烟气中,烟尘形式,主要为,粉尘,，具有粒度小，质轻、不易沉降的特点。,目前采用,的,除尘器主要为布袋除尘器和静电除尘器,布袋除尘,静电除尘,除尘效率,可高达,99.99%,小于布袋除尘,烟尘浓度的影响,只引起滤袋负荷的变化，导致清灰频率改变，不引起排放浓度变化,直接影响除尘效率，,送、引风机风量的影响,引起设备阻力的变化，而对除尘效率基本没有影响,除尘效率随风量的变化明显,温度的影响,如果温度的变化在滤料的承受温度范围内，就不会影响除尘效率,除尘效率随温度变化明显,烟气成份的影响,对除尘效率没有影响，如果烟气中含有对所有滤料都有腐蚀破坏的成分时就会直接影响滤料的使用寿命,对除尘效率影响较大,气流分布的影响,不影响除尘效率,气流分布的好坏直接影响除尘效率的高低,空气预热器及系统管道漏风,对于耐氧性能差的除尘布袋会影响布袋寿命,设备阻力无明显变化，但是系统风量增加提高了电场风速对除尘效率有影响,布袋式除尘器和静电除尘器基本性能对比,选取特殊材质的高温布袋，能够去除烟气中绝大部分的粉尘，使烟气中的粉尘浓度始终控制在,50mg/Nm,3,以下，,由于脉冲布袋除尘器进、出口均设置烟道挡板，能分室操作，因此当除尘器积灰斗需要进行清灰时，,可不停止整个系统的运行，进行在线清灰,，不影响整个系统的正常运行。,可以有效去除烟气中的,氟化物,，避免在后续脱硫吸收塔中溶于水形成氢氟酸腐蚀塔体及烟道等设备。,半干式氨法脱硫工艺特点,：,由于玻璃窑炉每隔固定时间就要进行烟气换向操作，烟气,换向前烟气中,SO,2,含量低、换向时,SO,2,含量高,。,针对这种特点，,采用间断高效喷氨法，经过,3-5,分钟的喷氨，可使,SO,2,含量达到排放标准。,（,1,）氨吸收过程,2NH,3,+H,2,O+SO,2,2NH,4,HSO,3,(1),NH,4,HSO,3,+NH,3,+H,2,O,(NH,4,),2,SO,3,+2H,2,O (2),2(NH,4,),2,SO,3,+O,2,2(NH,4,),2,SO,4,(3),（,2,）碳环、碱吸收及反应过程,SO,2,+H,2,O,H,2,SO,3,H,+,+HSO,3,-,(4),SO,2,+2OH,-,SO,3,2-,+H,2,O (5),2SO,3,2-,+O,2,2SO,4,2-,(6),半干式氨法脱硫工艺原理,：,MgO+SO,2,MgSO,3,(7),2NaOH+SO,3,Na,2,SO,4,+H,2,O (8),2 CaSO,3,+O,2,CaSO,3,(9),2 CaSO,3,+O,2,2 CaSO,4,(10),2 MgSO,3,+O,2,2 MgSO,4,(11),1,、环境治理效果显著,1,）脱硫工艺简单、效果较好。采用间断高效喷氨法，经过,3-5,分钟的喷氨，可使,SO,2,含量达到排放标准。,2,）除尘效率高。针对瓶罐玻璃窑炉烟尘又细又轻的特点，率先使用脉冲布袋除尘器，除尘效率可达,99.99%,，烟尘排放浓度能稳定低于,50mg/Nm,3,，甚至可达,10mg/Nm,3,以下，几乎实现零排放。,2.4,技术先进性分析,2,、节能降耗。前置先进的余热回收装置。进口烟温,280-370,，余热回收后的蒸汽（,0.35MPa,）用于生产，同时烟温降至,150-180,。科学实现了余热回收利用，能耗大大降低。,3,、工艺简单，操作方便,1,）采用脉冲布袋除尘器，采取避开换向烟气的方法，利用压缩空气作为喷吹气源，避免了煤焦油糊袋，烟尘粘结性等现象的发生。,2,）工艺管道选用合理烟气的流速可防止烟道积灰，克服了窑炉烟道较长易积灰的弊端。,4,、自动化程度高，管理先进,设置高性能自动化装置，关键机电设备采用,变频自动控制,，,通过,PLC,控制布袋除尘器内烟温、压力,，实现了自动化管理，大大提高了劳动生产率，节省了大量操作人员，并减少了劳动强度。,5,、清洁生产，无二次污染,采用半干式氨法脱硫工艺，不产生废水，不需对脱硫副产物进行后续处理，不对环境造成二次污染。,本装置充分考虑玻璃窑炉生产工况特性，在脱硫除尘达标的前提下，充分回收烟气中的热能，既为环境保护提供了保障又充分回收了热能能源，节能降耗一举两得。同时，本装置采用半干式氨法脱硫技术，工艺简单、脱硫剂使用量少，产生的少量脱硫副产物硫酸铵可作为农肥施用于林地等综合利用，社会环境效益显著。,2.5,经济性分析,项目,指标,1,、年减少,SO,2,排污收费,+2.17,万元,/,年,2,、年节省蒸汽费用,+30,万元元,/,年,3,、年,15%,氨水费用,-2.4,万元,/,年,4,、电费（按工业用电,0.45,元,/,kw.h,计）,-11.34,万元,/,年,5,、人工费,-4.32,万元,/,年,6,、年效益,+14.11,万元,/,年,7,、工程总投资,170,万元,经济分析表,目前我国瓶罐玻璃年产量大约,380,万吨，年生产能力在,10-44,万吨之间的大型公司有,20,余家。若将其全部采用“余热回收,+,布袋除尘,+,半干式氨法脱硫”工艺技术实施烟气治理，则每年可生产蒸汽约,52,万吨，可产生经济效益约,7800,万元；每年减排,SO,2,量约,8700,吨，可节约减排费用约,550,万元；每年减排烟尘量约,6500,吨。本技术工艺工业应用前景十分可观。,2.6,应用前景,二、脱硝技术简介,烟气中,NOx,产生主要来源于三方面,:,1.,原料中少量硝酸盐分解。,2.,燃料中含氮物质的燃烧,3.,空气中氮的燃烧，即热力型,NOx,。这是最主要的生成方式,玻璃窑炉废气中的,NOx,，初始,90%,一,95%,为,NO,，但在排放过程中，随着温度的下降而逐渐转化为,NO,2,(,一,),氮氧化物产生的机理,燃烧中控制,燃烧后控制,燃料调节技术,氧气、燃料燃烧技术,SCR,SNCR,湿法脱硝,（二）现有技术,国内外较为成熟的技术主要有：,SCR,1,SNCR,2,湿法脱硝,3,低氮燃烧技术,4,根据催化剂的适用温度的不同可以分为高温、中温、低温三种不同的工艺。,高温,SCR,：,450,600,及以上,中温,SCR,：,280,420,低温,SCR,：,120,300,1,、,SCR,（选择性催化还原法）,目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于,280,420,的中温催化剂，以,TiO,2,为载体，上面负载钒、钨和钼等主催化剂或助催化剂。其反应式为：,4NH,3,+4NO+O,2,=6H,2,O,8NH,3,+6NO,2,=7N,2,+12H,2,O,4NH,3,+2NO,2,+O,2,=3N,2,+6H,2,O,工艺过程：,在催化剂作用下，向温度约,280,420,的烟气中喷入氨，将,NO,X,还原成,N,2,和,H,2,O,、,NH,3,与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂（如,V,2,O,5,-TiO,2,、白金）的反应器，,NOx,与,NH,3,在其中发生还原反应，生成,N,2,和,H,2,O,。,V,2,O,5,作为催化剂，,TiO,2,或者,WO,3,抑制,SO,2,氧化。,优点：脱硝效率高达,90%,以上，催化剂的正常使用寿命为,24000h,，脱硝效果稳定，无二次污染,把含有,NHx,基的还原剂（如氨气、氨水或者尿素等）喷入炉膛温度为,800,1100,的区域，该还原剂迅速热分解成,NH,3,和其它副产物，随后,NH,3,与烟气中的,NOx,进行,SNCR,反应而生成,N,2,。,SNCR,的脱硝效率为,50%,左右，但是成本较低，因此往往和低氮燃烧器混合使用，也可以和,SCR,混合使用，从而降低脱硝费用。,2,、,SNCR,（选择性非催化还原法）,主要采用旋流板塔技术，用高锰酸钾,KMnO,4,和,NaOH,作为吸收剂，先用,KMnO,4,将烟气中的,NO,氧化为,NO,2,，再用,NaOH,反应去除,NO,2,。可以除去烟气中的,NO,X,和,PbO,，烟气切向进塔，用旋流板使,KMnO,4,和,NaOH,液体雾化，充分反应。,3,、湿法脱硝,该设备脱硝效果肯定，但设备占据空间较大，处理程序复杂，废水处理池容易产生二次污染。,随着,SCR,、,SNCR,技术国产化的进展，已经很少使用。,在各种低氮燃烧技术中，二段燃烧技术和排烟再循环法效果最好。,二段燃烧技术：目前应用最广的分段燃烧技术。,4,、低氮燃烧技术,在第一阶段燃烧中，以理论空气量的,80,一,95,与燃料一起供入燃烧器，因为在富燃料条件下为不完全燃烧，使第一段燃烧烟气温度降低，同时含氧量不足，抑制了,NOx,的生成；,第二段通入足量的空气，使剩余燃料燃尽，此段中氧气过量，但温度低，生成的,NOx,也较低。锅炉采用分段燃烧后。可使排烟中的,NO x,减少,25,一,50,。在锅炉运行时，一般通过调整喷嘴的空气流量实现二段燃烧。,（,1,）二段燃烧技术,减少,NOx,生成量的一种有效方法，,利用一部分烟气返回燃烧区，这部分烟气的温度较低含氧量也较低，大约为,8,，温度为,140180,之间，因此它可降低燃烧区的温度和氧浓度，从而抑制,NOx,的生成。这种方法对控制温度型,NOx,比较有效，而对燃料型,NOx,基本上没有效果。,（,2,）排烟再循环法,Thank you,！,